Анотація до роботи:

Авотіна Є. С. Вплив одиничних дефектів на нелінійну провідність квантових контактів. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07- «Фізика твердого тіла». Фізико-технічний інститут ім. Б.І. Вєркіна НАН України. Харків, 2006.

У дисертаційній роботі розглянуто вплив одиничних дефектів на нелінійну провідність квантових контактів. Сформульовано тривимірні моделі, що адекватно описують реальні експерименти.

Отримано вираз для нелінійної провідності тунельного контакту й балістичного мікрозвуження. Показано, що провідність є осцилюючою функцією прикладеної напруги й відстані між контактом і дефектом. Осциляції обумовлені ефектом квантової інтерференції між електронними хвилями. Теоретично обґрунтований новий метод дефектоскопії провідників за допомогою скануючого тунельного мікроскопу, що дозволяє визначити положення дефекту. Потужність дробового шуму і провідність квантового дротика, що містить одиничні дефекти й бар'єр, осциляційним чином залежить від прикладеної напруги. Періоди осциляцій визначаються відстанями між дефектами, а також дефектами та бар'єром. Амплітуда осциляцій залежить від положення дефектів щодо осі дротика. Залежність від енергії ймовірності проходження електронів через квантовий дротик дозволяє пояснити пригнічення осциляцій провідності контакту, що спостерігалося експериментально, поблизу значень кратних кванту провідності. Показано, що вплив «повільної» дворівневої системи на провідність квантового дроту залежить від двох позицій дефекту усередині її. Передбачено, що при зміні діаметра дротика поправка до провідності та мікроконтактний спектр можуть змінювати знак.

1. Провідність квантового точкового контакту в присутності поблизу нього одиничного дефекту є осцилюючою функцією прикладеної напруги й відстані між контактом і дефектом. Осциляції виникають внаслідок інтерференції електронних хвиль, відбитих від контакту й неуважних на дефекті. Вивчення осциляцій провідності контакту може бути покладене в основу нового неруйнуючого методу дефектоскопії провідників, що дозволяє визначити положення дефекту під поверхнею металу, за допомогою скануючого тунельного мікроскопу.

   Нелінійний кондактанс квантового дротика, що містить одиничні дефекти й бар'єр, осциляційним чином залежить від прикладеної напруги. Періоди осциляцій визначаються відстанями між дефектами, а також дефектами й бар'єром. Амплітуда осциляцій залежить від положення дефектів щодо осі дротика. Залежність від енергії ймовірності проходження електронів через квантовий дротик дозволяє пояснити пригнічення осцилляций кондактансу поблизу значень кратних кванту кондактанса, що спостерігалося експериментально.

   Потужність дробового шуму квантового дротика, що має кілька енергетичних рівнів поперечного квантування, повністю визначається розсіюванням на одиничних дефектах і осцилює як функція напруги. При наявності потенційного бар'єра в контакті, потужність дробового шуму містить малу добавку, що немонотонно залежить від напруги.

   Кондактанс квантового дротика, що містить дворівневу систему (ДУС), нелінійно залежить від напруги. Ця нелінійність пов'язана з непружним розсіюванням електронів на ДУС. Після непружної взаємодії з електроном ДУС переміщається в інше просторове положення усередині дротика. Знак виправлення до кондактансу залежить від різниці локальних щільностей електронних станів (ЛЩЕС), що відповідають двом позиціям ДУС. Зміна діаметра дротика приводить до зміни ЛЩЕС, у результаті чого добавка до кондактансу й мікроконтактний спектр можуть змінити знак.

Публікації автора:

1. Авотина Е.С., Колесниченко Ю.А. Нелинейный кондактанс квантового контакта, содержащего единичные дефекты // ФНТ– 2004. – T. 30, № 2. – С. 209–215.

2. Namiranian A., Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A. Nonlinear conductance of a quantum microconstriction with single slow two-level system // Phys. Rev. B. – 2004. – Vol. 70, No. 7. – P. 073308-1–073308-4.

3. Avotina Ye.S., Namiranian A., Kolesnichenko Yu.A. Voltage-dependent conductance and shot noise in quantum microconstrictions with single defects // Phys. Rev. B. – 2004. – Vol. 70, No. 7. – P. 075308-1–075308-6.

4. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., Omelyanchouk A. N., Otte S.F., van Ruitenbeek J.M., Method to determine defect positions below a metal surface by STM // Phys. Rev. B. – 2005. – Vol. 71, No. 11. – P. 115430-1–115430-8.

5. Авотина Е.С., Колесниченко Ю.А. Зависимость дробового шума от напряжения в квантовой нанопроволоке, содержащей единичные дефекты // Металлофизика и новейшие технологии – 2005. – T. 29, №9, – С. 1143-1148.

6. Авотина Е.С., Колесниченко Ю.А. Нелинейный кондактанс квантового контакта, содержащего единичные дефекты // VI Международная конференция «Физические явления в твердых телах», тезисы докладов, – Харьков (Украина), – 2003, – с.48.

7. Namiranian A., Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A. Nonlinear conductance of a quantum microconstriction with single slow two-level system // "10th IASBS meeting on condensed matter physics", Proceedings, – Zanjan (Iran), – 2004, – p.106-110.

8. Avotina Ye.S., Namiranian A., Kolesnichenko Yu.A. Voltage-dependent conductance and shot noise in quantum microconstrictions with single defects // "10th IASBS meeting on condensed matter physics", Proceedings, – Zanjan (Iran), – 2004, – p. 123-127.

9. Avotina Ye.S. Effect of single defect on the conductance of point contacts // "Euro-Summer School on Condensed Matter Тheory", Proceedings, – Windsor (Great Britain), –2004, – No.1.3.

10. Авотина Е.С., Колесниченко Ю.А. Зависимость дробового шума от напряжения в квантовой нанопроволоке, содержащей единичные дефекты // "НАНСИС - 2004", тези міжнародної конференції «Нанорозмірні системи: електронна, атомна будова і властивості», – Київ (Україна), – 2004, – с. 100.

11. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A. Effect of quantum interference on conductance of mesoscopic constriction with single impurities // “Workshop on anomalous phenomena in strongly correlated electron materials”, Proceedings, – Wroclaw (Poland), –2005, – p. P-06.

12. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., Omelyanchouk A. N., Otte S.F., van Ruitenbeek J.M., Method to determine defect positions below a metal surface by STM // “Niels Bohr Summer Institute 2005: Transport in mesoscopic and single-molecule systems”, Proceedings, – Copenhagen (Denmark), –2005, – p. P2(S).